Способ контроля вещественного состава сыпучих материалов в потоке в условиях переменной промежуточной среды



Способ контроля вещественного состава сыпучих материалов в потоке в условиях переменной промежуточной среды
Способ контроля вещественного состава сыпучих материалов в потоке в условиях переменной промежуточной среды
Способ контроля вещественного состава сыпучих материалов в потоке в условиях переменной промежуточной среды
Способ контроля вещественного состава сыпучих материалов в потоке в условиях переменной промежуточной среды
Способ контроля вещественного состава сыпучих материалов в потоке в условиях переменной промежуточной среды
Способ контроля вещественного состава сыпучих материалов в потоке в условиях переменной промежуточной среды
Способ контроля вещественного состава сыпучих материалов в потоке в условиях переменной промежуточной среды
Способ контроля вещественного состава сыпучих материалов в потоке в условиях переменной промежуточной среды
Способ контроля вещественного состава сыпучих материалов в потоке в условиях переменной промежуточной среды
Способ контроля вещественного состава сыпучих материалов в потоке в условиях переменной промежуточной среды
Способ контроля вещественного состава сыпучих материалов в потоке в условиях переменной промежуточной среды
Способ контроля вещественного состава сыпучих материалов в потоке в условиях переменной промежуточной среды
Способ контроля вещественного состава сыпучих материалов в потоке в условиях переменной промежуточной среды

 


Владельцы патента RU 2583865:

Чинский Евгений Борисович (RU)

Использование: для контроля вещественного состава сыпучих материалов в потоке в условиях переменной промежуточной среды. Сущность изобретения заключается в том, что облучают гамма-излучением внешнего источника эталоны с известным вещественным составом и контролируемый материал неизвестного состава, регистрируют рассеянное гамма-излучение и сравнивают полученные результаты контроля интенсивности рассеянного гамма-излучения на исследуемом материале с результатами контроля интенсивности рассеянного гамма-излучения на эталонах и делают вывод о вещественном составе сыпучего материала неизвестного состава на ленте, при этом используют несколько разных энергий первичного гамма-излучения источников, причем первый источник используют для контроля вещественного состава сыпучего материала и эталонов сквозь ленту конвейера, а второй с меньшей энергией гамма-квантов, чем у первого, используют для контроля гамма-поглощающих свойств ленты, выраженных через ее толщину d, после чего на основании полученных данных определяют состав сыпучих материалов. Технический результат: обеспечение возможности контроля вещественного состава крупнодробленой руды на любом типоразмере конвейера. 12 ил.

 

Предлагаемый способ относится к методам неразрушающего контроля качества минерального сырья с использованием ионизирующих излучений, в потоке, например, на ленте конвейера.

Аналог. Известен способ контроля вещественного состава медно-никелевой руды на ленте конвейера гамма-гамма методом. (Большаков А.Ю., Товстенко Ю.Г., Чинский Е.Б., Елисеев Г.И. Опробование медно-никелевых руд на обогатительной фабрике гамма-гамма методом. В сб. Вопросы повышения показателей извлечения полезных ископаемых при разработке месторождений Кольского полуострова. Изд. КФАН СССР, Апатиты, 1972, стр. 117).

Блок детектирования (датчик) со сцинтилляционным детектором и источниками гамма излучения размещают над поверхностью потока руды на конвейере. Проходящую мелкодробленую руду, облучают сверху. Интенсивность рассеянного гамма-излучения, регистрируют, а результаты контроля фиксируют на самопишущем приборе.

Калибровку, проводят путем сопоставления результатов контроля интенсивности вторичного излучения от эталонных проб руды с результатами их химического анализа.

Недостаток способа: не обеспечена физическая защита источников от повреждения крупнодробленой рудой, поэтому возможен контроль, вещественного состава только мелкодробленой руды.

Прототип. Известен способ «Непрерывное опробование дробленой апатит нефелиновой руды на транспортерах обогатительной фабрики гамма-гамма методом». Большаков А.Ю., Близнюк Г.И., Ярославцев В.Ф. Обогащение руд. 1979, №6, с. 33-34.

Блок детектирования (датчик) со сцинтилляционным детектором и источниками гамма излучения америций-241 размещают над рудой на конвейере в специальной конструкции. Конструкция обеспечивает постоянство зазора датчик-поверхность руды транспортируемой на конвейере. Проходящую под датчиком руду на конвейере, облучают сверху. Контролируют интенсивность рассеянного рудой гамма-излучения, а результаты фиксируют на самопишущем приборе.

Калибровку, проводят путем сопоставления результатов контроля интенсивности вторичного излучения от эталонных проб руды с результатами их химического анализа.

Недостаток способа: можно контролировать вещественный состав только мелкодробленой руды. Не обеспечена физическая защита источников и датчика от повреждения крупнодробленой рудой. При контроле крупнодробленой руды, неравномерность распределения и сегрегация мелких и крупных фракций в верхнем слое, ведет к дополнительной погрешности результатов контроля. Требуется специальная конструкция поддержания постоянного расстояния руда - датчик.

В предлагаемом способе, п. 1, используют несколько разных энергий первичного гамма излучения источников, например, первый источник америций-241, используют для контроля вещественного состава сыпучего материала и эталонов на ленте сквозь ленту конвейера, а второй, с меньшей, энергией гамма квантов, чем у америций-241, например, кадмий-109, используют для контроля гамма поглощающих свойств ленты, например, выраженных через ее толщину d, а все источники гамма излучения и приемник рассеянного гамма излучения, располагают под лентой на выбранном расстоянии, а поток первичного гамма излучения источников, направляют на нижнюю поверхность ленты, на которой транспортируют сыпучий материал неизвестного состава или эталоны, выбирают окна в энергетическом спектре рассеянного гамма излучения, например, одно из которых №7, для контроля вещественного состава сыпучих материалов, другое, например, окно №3 для контроля толщины ленты d, их выбор проводят путем предварительной регистрации энергетического спектра рассеянного гамма излучения источников и, в зависимости от гамма поглощающих свойств ленты и энергии первичного гамма излучения выбранных источников, регистрируют интенсивность рассеянного гамма излучения, источника америций-241 в окне №7 и, в зависимости от вещественного состава эталонов, с учетом гамма поглощающих свойств ленты, по этим результатам устанавливают аналитическую связь коэффициентов а и b с толщиной d материала ленты, для чего дополнительно используют набор материала ленты разной толщины d, а, в окне №3, одновременно, регистрируют рассеянное излучение источника кадмий-109 и устанавливают аналитическую связь интенсивности рассеянного гамма излучения с гамма поглощающими свойствами ленты, выраженные через ее толщину d, для чего, также, используют набор материала ленты разной толщины d, затем, по результатам контроля интенсивности рассеянного гамма излучения от ленты неизвестной толщины d, с учетом связей, полученных на наборе материала ленты разной толщины d, полученные с источником кадмий-109, определяют гамма поглощающие свойства любой ленты, выраженные через толщину d, а по результатам контроля толщины d ленты, определяют коэффициенты а и b уравнения, связи интенсивности рассеянного гамма излучения источника америций-241 с вещественным составом сыпучего материала неизвестного состава, контролируют интенсивность гамма излучения, рассеянного лентой и сыпучим материалом неизвестного состава на ленте в окне №7, решают уравнение, связи интенсивности рассеянного гамма излучения источника америций-241 с вещественным составом сыпучего материала неизвестного состава, а в случае необходимости учета влияния рассеянного гамма излучения источника америций-241, в окне №3, предварительно, устанавливают связь, между интенсивностью рассеянного гамма излучения источника америций-241 в окне №7, с интенсивностью рассеянного гамма излучения в окне №3, учитывают параметры этой связи в результатах измерений гамма поглощающих свойств ленты в окне №3, выбранном для контроля гамма поглощающих свойств ленты, например, d и, с учетом полученных значений коэффициентов а и b уравнения связи интенсивности рассеянного гамма излучения с вещественным составом эталонов и учетом гамма поглощающих свойств ленты, определяют вещественный состав сыпучего материала на ленте.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что энергию источника для контроля гамма поглощающих свойств материала ленты, например, определяемых толщиной d, выбирают таким образом, чтобы наличие сыпучего материала на ленте и изменение его вещественного состава, не влияло на результаты контроля гамма поглощающих свойств материала ленты.

Технический эффект предлагаемого способа, объективно выражается: в улучшении физической защиты источников; в снижении затрат на конструкцию установки; в возможности контроля вещественного состава, даже крупнодробленой руды, на любом типоразмере конвейера. Способ, позволяет проводить непрерывный мониторинг износа конвейерной ленты в широком диапазоне.

Способ иллюстрируется:

Фиг. 1. Схема оценки вещественного состава сыпучего материала, сквозь ленту конвейера. 1 - лента конвейера; 2 - контролируемый материал или эталоны; 3 и 6 - источники гамма излучения, кадмий - 109 и америций - 241; 4 - корпус блока детектирования; 5 - сцинтилляционный приемник гамма излучения.

Фиг. 2. Изменение интенсивности рассеянного гамма излучения источника америций-241 в зависимости от толщины d ленты конвейера.

Фиг. 3. Спектр гамма излучения источника америций - 241 рассеянного эталонами апатит-нефелиновой руды с содержанием: 10% P2O5 (спектры 2 и 4) и содержанием 20% P2O5 (спектры 1 и 3) на ленте конвейера толщиной d=18 мм (спектры 1 и 2) и d=36 мм (спектры 2 и 4). Номера окна, №№1, 2, 3…,10, соответствуют номеру канала спектрометра: 150-300, 301-450, 451-600, 601-750, 751-900, 901-1050, 1051-1200, 1201-1350, 1351-1500 1501-1650.

Фиг. 4. Изменение интенсивности Jимп/с в окне №7 рассеянного гамма излучения источников Am-241 и Cd-109 от содержания P2O5 в эталонных пробах апатит-нефелиновой руды. Измерения выполнены сквозь ленту конвейера. Толщина d ленты конвейера: 1-18 мм; 2-20 мм; 3-22 мм; 4-24 мм; 5-26 мм.

Фиг. 5а. Изменение коэффициента а (уравнения J=aα+b связи интенсивности Jимп/с рассеянного гамма излучения в окне №7, с а -содержанием α% P2O5 в руде) в зависимости от толщины d ленты конвейера.

Фиг. 5б. Изменение коэффициента b (уравнения J=aα+b связи интенсивности Jимп/с рассеянного гамма излучения в окне №7 с α-содержанием α%P2O5 в руде) в зависимости от толщины d ленты конвейера.

Фиг. 6. Изменение интенсивности вторичного гамма излучения источника Am-241 (отн. ед.), в зависимости от концентрации α%P2O5 в апатит нефелиновой руде на ленте. Толщина ленты конвейера постоянна. 1 - изменение суммарной интенсивности Jимп/с рассеянного гамма излучения от руды и ленты конвейера. Облучение руды и измерения рассеянного гамма излучения выполнены сквозь ленту конвейера; 2 - изменение интенсивности рассеянного гамма излучения от руды и ленты конвейера, минус гамма фон рассеянного гамма излучения от ленты конвейера, измеренного при отсутствии руды на ленте; 3 - изменение интенсивности рассеянного гамма излучения от руды, выполненные при положении гамма источника и приемника над рудой (по прототипу).

Фиг. 7. Изменение интенсивности гамма излучения источника Cd-109, рассеянного лентой конвейера от толщины d ленты конвейера. Измерения проведены с использованием руды на ленте конвейера с содержанием 1-10%P2O5 и 2-20%P2O5.

Фиг. 8. Изменение интенсивности Jимп/с гамма излучения источника Ba-133, рассеянного лентой конвейера от толщины d ленты конвейера. Измерения проведены с использованием руды на ленте с содержанием 1-10%P2O5 и 2-20%P2O5.

Фиг. 9. Спектр гамма излучения источника кадмий-109 рассеянного от руды и ленты. Номера окна, №№1, 2, 3…, 10, соответствуют энергетическому номеру канала спектрометра: 150-300, 301-450, 451-600, 601-750, 751-900, 901-1050, 1051-1200, 1201-1350, 1351-1500, 1501-1650.

Фиг. 10. Спектр рассеянного гамма излучения от руды и ленты источника барий-133. Номера окна, №№1, 2, 3,…, 10, соответствуют энергетическому номеру канала спектрометра: 150-300, 301-450, 451-600, 601-750, 751-900, 901-1050, 1051-1200, 1201-1350, 1351-1500, 1501-1650.

Фиг. 11. Изменение интенсивности Jимп/с рассеянного гамма излучения Am-241 в окне: - №3 (1 для Cd-109) или окне №4 (2 - для Ba-133) спектрометра, в зависимости от изменения интенсивности рассеянного гамма излучения Am-241 в окне №7 спектрометра при изменении толщины d ленты конвейера от 18 до 36 мм и содержания α%P2O5 в контролируемой руде от 10 до 20%P2O5.

Пример. Способ поясняется на примере контроля вещественного состава апатит-нефелиновой руды (контроль α%P2O5), гамма-гамма методом (ГГМ), на ленте конвейера, путем облучения и регистрации гамма излучения сквозь ленту конвейера (далее ленту).

Для контроля вещественного состава сложных сред ГГМ, предпочтительней выбор энергий источника первичного гамма излучения до ~150 кэв. После взаимодействия с исследуемым материалом, интенсивность рассеянного гамма излучения, зависит от вещественного состава материала (руды), характеризуемого эффективным атомным номером Zэфф. Гамма поглощающие свойства руды, растут с увеличением Zэфф. Для апатит-нефелиновой руды, Zэфф. составляет 14,7-17 единиц для содержаний от 3 до 25%P2O5.

Конвейерную ленту производят из резины армированной капроновым кордом. То есть она состоит из углеводородов и ее Zэфф. менее 6. Поэтому проникающая способность гамма излучения источника, сквозь ленту, больше, чем в руде. Это позволяет сделать предварительный вывод о возможности применить предлагаемый способ для контроля вещественного состава руды. В таблице 1 приведены характеристики некоторых гамма источников, для контроля и исследования вещественного состава руд гамма-гамма методом.

Для контроля, используют анализатор спектрометрический цифровой сцинтилляционный, двухканальный СЦС 2. Источники и приемник гамма излучения (фиг. 1); детекторы - 5 NaJ(Ta) в составе блока детектирования 4, размещают под лентой - 1, и фиксируют его с воздушным зазором относительно ленты на выбранном расстоянии с учетом максимальной чувствительности и минимального влияния прогиба ленты под нагрузкой. Поток квантов источников - 3 и 6, направляют на нижнюю поверхность ленты, на которой транспортируют опробуемую руду - 2.

Выбирают энергию источника для контроля вещественного состава руды сквозь ленту гамма-гамма методом. Насыщенный слой руды, например, источника Am-241 (слой, больше которого, его увеличение, не оказывает влияние на результаты измерений интенсивности рассеянного гамма излучения), составляет до 6 см. Для ленты, этот слой d, составляет ~8-9 см. (фиг. 2). Результаты показывают, что энергии квантов источника Am-241, достаточно, для контроля, вещественного состава руды сквозь материал ленты гамма-гамма методом.

Для одновременного контроля вещественного состава сыпучего материала на ленте и ее гамма поглощающих свойств, используют разные энергии первичного гамма излучения источников (или источника), например, Cd-109 и Am-241. Энергию источника для контроля гамма поглощающих свойств материала ленты, выбирают таким образом, чтобы наличие сыпучего материала на ленте и изменение его вещественного состава, не влияло на результаты контроля гамма поглощающих свойств материала ленты или компенсируют это влияние путем учета. Например, в случае существенной разницы активностей выбранных источников ионизирующего излучения. Выбор энергии источника производят экспериментально, с использованием эталонов известного вещественного состава и набора материала ленты разной толщины d.

Устанавливают окна интереса в энергетическом спектре источников, в котором проводят измерения интенсивности рассеянного гамма излучения в области пиков энергий. Например, для Am-241 и Cd-109 это окна №7 (~60 кэв) и №3 (~22 кэв), соответственно (фиг. 3 и 9). (Выход же линии Е=88 кэв источника Cd-109 составляет всего 4%). Из условий решаемой задачи, энергию первичного гамма излучения источника для измерений вещественного состава, выбирают больше, чем источника, который выбирают для измерений гамма поглощающих свойств ленты.

Контролируют интенсивность Jимп/с рассеянного гамма излучения источника Am-241 в зависимости от содержания α%P2O5 в эталонах руды, сквозь ленту. Результаты представлены на фиг. 6, зависимость - 1. Зависимость - 2, изменение интенсивности в тех же условиях, но за вычетом гамма фона, рассеянного от ленты без руды на ней. Толщина d ленты const=18 мм. Для сравнения, здесь же представлены результаты - 3, выполненные по методике, используемой в прототипе. Результаты эксперимента представлены в таблице 2.

Сравнивая результаты столбца 3 таблицы 2, видно что, стандартные отклонения, сравнимы, а чувствительность предлагаемого способа (зависимость 2, фиг. 6), несколько выше выполненной по прототипу (зависимость 3).

Однако, на тяжелых конвейерах, например, для ленты шириной 1600 мм, толщина ленты d, может меняться в пределах 22±2 мм и более в местах склейки. Длина кольца ленты составляет более 720-740 м. Длина отрезка новой ленты от изготовителя, менее 70 м. При ремонтах, заменяют только изношенную часть. Поэтому кольцо ленты, может представлять набор отрезков (10-12 шт.) ленты: разных производителей и сроков эксплуатации, разной толщины. Следовательно, разных гамма поглощающих свойств.

Отсутствие контроля изменений толщины ленты d, одновременно с оценкой вещественного состава приведет к росту погрешности предлагаемого способа, что демонстрирует фиг. 4. Интенсивность рассеянного гамма излучения от эталонов в окне №7, с уменьшением толщины ленты d, уменьшается, что также влияет на интенсивность рассеянного гамма излучения Am-241, во всем энергетическом спектре, в том числе, в окне №3, фиг. 3 рассеянного гамма излучения Am-241.

Облучают эталоны руды с известным вещественным составом α%P2O5 сквозь ленту и, в выбранном окне №7, регистрируют рассеянное рудой и лентой гамма излучение Am-241. Устанавливают аналитическую связь, интенсивности рассеянного гамма излучения от вещественного состава эталонов с учетом гамма поглощающих свойств материала ленты (толщины d) см. фиг. 4. Получают несколько уравнений (пп. 1-5 табл. 3), связи интенсивности вторичного гамма излучения от вещественного состава эталонов, в зависимости от разной толщины d материала ленты. По этим результатам, устанавливают связь коэффициентов а и b этих уравнений с толщиной d материала ленты фиг. 5а и 5б.

Полученные на эталонах аналитические связи, учитывают при контроле материала неизвестного вещественного состава на ленте с неизвестными гамма поглощающими свойствами.

I. Калибровка по эталонам руды известного вещественного состава при известном изменении толщины ленты.

1. С источником Cd-109 в окне №3 спектра и набором ленты разной толщины d, с выбранной экспозицией, получают связь интенсивности рассеянного гамма излучения от толщины ленты J№3=f(d), см. фиг. 7 (или в окне №4 для Ba-133 фиг. 8).

2. С источником Am-241, с выбранной экспозицией, получают энергетические спектры для разных значений толщины ленты конвейера d и разных значений содержаний α%P2O5 в эталонах руды известного вещественного состава, см. фиг. 3.

3. На основе результатов п. 2, получают аналитическую связь приращения интенсивности рассеянного гамма излучения источника Am-241 в окне №3 в зависимости от изменения интенсивности в окне №7, см. фиг. 11, связанного с изменением вещественного состава α%P2O5 руды и толщины ленты d.

4. В случае необходимости корректируют результаты оценки толщины d ленты (п. 1) в окне №3, в зависимости от результатов измерения интенсивности в окне №7, путем учета результатов влияния интенсивности рассеянного гамма излучения источника Am-241 и полученной аналитической связи п. 3., зависимости интенсивности рассеянного гамма излучения в окне №3 от изменения интенсивности рассеянного гамма излучения в окне №7, связанного с изменением вещественного α%P2O5 состава и толщины ленты d.

5. С эталонами известного вещественного состава, с источниками Cd-109 и Am-241 получают аналитическую связь интенсивности рассеянного гамма излучения источников в окне №7 для разных толщин d ленты конвейера см. фиг. 4 и таблицу 3.

6. По результатам п. 5 находят аналитическую связь изменения коэффициентов а и b (уравнения связи интенсивности рассеянного излучения от вещественного состава) от толщины d ленты см. фиг. 5а и фиг. 5б.

II. Контроль в потоке руды неизвестного вещественного состава при неизвестном изменении толщины ленты.

7. Для одновременной, оценки качества руды неизвестного вещественного состава на ленте и неизвестной толщины d ленты, используют результаты калибровки (I) и, с выбранной экспозицией, измеряют интенсивность рассеянного гамма излучения суммарного спектра источников Cd-109 и Am-241 в окне №3 и окне №7.

8. Согласно пп. 1 и 4 и п. 6, (I), определяют толщину d ленты, фиг. 7, затем коэффициенты а и b (фиг 5а и фиг. 5б) линейного уравнения связи интенсивности рассеянного гамма излучения источников с вещественным составом руды J A m 241 7 = a α % P 2 O 5 + b ( 2 ) .

9. По интенсивности рассеянного гамма излучения источников J A m 241 7 от ленты и руды в окне №7 оценивают содержание α%P2O5 в руде неизвестного вещественного состава с использованием полученных величин коэффициентов уравнения а и b п. 8 и аналитической связи (2) таблицы 3.

Перед контролем руды в потоке неизвестного вещественного состава (II), устанавливают параметры аналитических связей интенсивности рассеянного гамма излучения источников в зависимости от содержания α%P2O5 в эталонах и гамма поглощающих свойств ленты (I), для чего дополнительно, используют листы резины (в нашем случае толщиной по 2 мм). Для учета этого эффекта в зависимости от толщины d ленты, выбирают энергию гамма источника для контроля толщины ленты d. Например, гамма источники Cd-109 или Ba-133 (см. табл. 1). Гамма излучение энергий источника Ва-133, позволяет контролировать изменения больших толщин ленты, нежели с Cd-109, см. фиг. 7 и фиг. 8.

Как видно на фиг. 3 и фиг. 9, интенсивность рассеянного гамма излучения источников Cd-109 и частично Am-241, будет проявляться в окне №3 спектрометра, а для Ba-133 и Am-241 в окне №4 (фиг. 10).

В зависимости от изменения содержания P2O5 в руде, и толщины d ленты интенсивность J 3 суммарного, рассеянного гамма излучения источников в окне №3 спектрометра, будет равна:

где - J C d 109 3 , и J A m 241 3 , - интенсивность рассеянного гамма излучения источника Cd-109 и источника Am-241 в окне №3;

В случае необходимости, учитывают влияния J A m 241 3 в окне №3. Для этого, получают зависимость изменения интенсивности рассеянного гамма излучения J A m 241 3 в окне №3 спектрометра, в зависимости от J A m 241 7 в окне №7, см. зависимость 1, фиг. 11. Эту аналитическую связь получают по результатам измерений интенсивности рассеянного гамма излучения источников в окне №3 и, одновременно, в окне №7, см. таблицу 4 столбец 5. В аналитическом виде связь имеет вид:

Подставляют эмпирическое значение J A m 241 3 в уравнение (1).

Получают значение интенсивности J C d 109 3 рассеянного гамма излучения источника Cd-109 в окне №.3, без влияния на результаты контроля толщины ленты d в окне №3, рассеянного гамма излучения источника Am-241.

Получают параметры связи интенсивности J A m 241 7 рассеянного гамма излучения Am-241 в окне №7 от содержания α%P2O5 в эталонах при разной толщине d ленты, таблица 3. Для этого экспериментально получают зависимости, приведенные на фиг. 4.

По результатам таблицы 3, получают зависимость изменения коэффициентов а и b, (фиг. 5а и фиг. 5б) от d, и функциональную связь коэффициентов, a=f(d) и b=f(d) уравнения (2), для любых значений d (любых гамма поглощающих свойств независимо от свойств резины и корда ленты конвейера). Для наших условий: размер детектора, энергия первичного гамма излучения, активность источника и геометрия измерений, аналитическая связь коэффициентов а и b с толщиной ленты d:

В линейное уравнение связи J A m 241 7 интенсивности рассеянного гамма излучения америция-241 от вещественного состава (2) таблица 3 в общем виде представляет линейное уравнение:

Где J A m 241 7 и н т е н с и в н о с т ь рассеянного гамма излучения источника америций-241 в окне №7 спектрометра; α-содержание %P2O5 в руде или эталонах,

Учитывают толщину d ленты в результатах контроля вещественного состава путем оценки интенсивности J 3 рассеянного гамма излучения источника Cd-109 в окне №3. По результатам этого контроля оценивают толщину d, при необходимости, с учетом вклада интенсивности рассеянного гамма излучения Am-241 в окне №3 (1)

Подставляют полученные значения d в уравнения (3 и 4), получают значения, а и b уравнения (2).

Регистрируют, интенсивность J A m 241 7 гамма излучения от руды в окне №7, и подставляют полученную величину и полученные значения коэффициентов а и b в уравнение (2), и оценивают содержание α%P2O5 в руде неизвестного вещественного состава, одновременно с оценкой толщины ленты d.

С одним источником Am-241, толщину ленты, можно контролировать, в частном случае, только при отсутствии руды на ней, см. фиг. 2, когда лента выполнена из материала, однородного по своим гамма поглощающим свойствам.

Однако с источником Cd-109, можно оценить толщину ленты d только до 28 мм (фиг. 7). Спектр этого источника представлен фиг. 9.

Аналогично, можно применить источник Ba-133 для контроля толщины ленты до 34±2 мм. Спектр этого источника приведен на фиг. 10. Контроль толщины d и интенсивности рассеянного гамма излучения J B a 133 ' 4 проводят в окне №4. На фиг. 11 представлена зависимость-2 изменения интенсивности J B a 133 4 в окне №4, в зависимости от интенсивности рассеянного гамма излучения в окне №7 спектра. Ее получают по результатам, приведенным в таблице 4 столбец 6. В аналитическом виде, аналогично (1), получают:

Где - J B a 133 4 , и J A m 241 4 , интенсивность рассеянного гамма излучения источника Ba-133 и источника америций-241 в окне №4, спектрометра;

Наличие же руды (фиг. 7 и фиг. 8), на ленте конвейера и изменение ее вещественного состава от 1-10%P2O5, до 2-20%P2O5 с этими источниками, не оказывает влияние на результаты контроля толщины d ленты с источником Ba-133.

В нашем примере, затем контролируют интенсивность J 3 . По результатам контроля оценивают толщину d. В случае необходимости учитывают вклад интенсивности рассеянного гамма излучения Am-241 J 3 = J C d 109 3 + ( 0.2253 J A m 241 7 + 3106,7 ) в окне №3 с учетом (1), получают уравнение связи интенсивности J№3=f(d) от толщины d ленты. Например, при d от 18 до 34 мм эта зависимость и уравнение имеет вид: J№3=-5,9188d2+375,86d+2862,5 (фиг. 7). В диапазоне d=22±2 мм, эта связь, линейна:

Подставляют результаты контроля интенсивности J№3 в уравнение (5). Например, для J№3=2541 имп./10 с с учетом (1). Получают d=22,045 мм.

Подставляют полученное значение d=22,045 в уравнения (3) и (4), определяют коэффициенты а и b уравнения (2). В нашем случае:

и

Полученные значения коэффициентов а и b, подставляют в уравнение (2).

Контролируют интенсивность и подставляют его величину в уравнение. Оценивают содержание оксида фосфора в руде неизвестного состава. Например, J A m 241 7 = 69564 и м п / 10 с . Решают уравнение (2):

69565=-155,39 α+71060,61 и оценивают вещественный состав руды, получают:

α=9,62%P2O5.

В другой момент времени, значение для d=22,045 мм, получаем содержание α=%P2O5 в руде: α=(68201-71060,61)/(-155,39)=18,40%P2O5.

Предлагаемый способ позволяет, контролировать вещественный состав крупнодробленой руды, на ленте конвейера любого типоразмера, а также обеспечить физическую защиту источников и блоков детектирования. Одновременно, способ позволяет проводить непрерывный мониторинг износа лены конвейера в процессе ее эксплуатации. Контроль, позволит выявить факторы, влияющие на сроки службы ленты. Стоимость конвейерной ленты и затраты по ее замене высоки и продление сроков ее службы, актуально для любого горно-обогатительного производства.

Способ контроля вещественного состава сыпучих материалов в потоке в условиях переменной промежуточной среды, например, на ленте конвейера, для чего облучают гамма-излучением внешнего источника эталоны с известным вещественным составом и контролируемый материал неизвестного состава, регистрируют вторичное, например, рассеянное гамма-излучение и сравнивают полученные результаты контроля на исследуемом материале с результатами контроля на эталонах и делают вывод о вещественном составе сыпучего материала неизвестного состава, отличающийся тем, что поток первичного излучения источников направляют на поверхность с переменными гамма-поглощающими свойствами, за которой находится исследуемый материал неизвестного состава или эталоны, используют несколько разных энергий первичного гамма-излучения, а большую энергию и соответствующее окно в энергетическом спектре используют для контроля вещественного состава материала и эталонов сквозь промежуточную среду, а меньшую энергию и окно в энергетическом спектре, используют для контроля и оценки гамма-поглощающих свойств промежуточной среды, вначале известных, а затем, по полученным связям, неизвестных, а меньшую энергию гамма-излучения источника выбирают таким образом, чтобы наличие и изменение вещественного состава материала, находящегося за промежуточной средой, не влияло на результаты контроля гамма-поглощающих свойств промежуточной среды, экспериментально устанавливают ряд аналитических связей интенсивности рассеянного гамма-излучения от вещественного состава эталонов в окне регистрации большей энергии, для чего используют набор материала разных гамма-поглощающих свойств промежуточной среды, выраженных, например, через ее толщину, по полученному ряду аналитических зависимостей устанавливают аналитическую связь коэффициентов этих уравнений от параметра гамма-поглощающих свойств промежуточной среды, например, выраженных через ее толщину, затем в окне энергетического спектра меньшей энергии регистрируют рассеянное излучение источника меньшей энергии и устанавливают аналитическую связь интенсивности рассеянного излучения с известными гамма-поглощающими свойствами промежуточной среды, например, выраженные через толщину, для чего также используют набор материала с известными гамма-поглощающими свойствами промежуточной среды, используют полученную связь и устанавливают неизвестные гамма-поглощающие свойства промежуточной среды, выраженные, например, через ее толщину, и затем по этому параметру устанавливают коэффициенты уравнения связи интенсивности рассеянного гамма-излучения от вещественного состава, а для определения вещественного состава в окне энергетического спектра большей энергии регистрируют интенсивность гамма-излучения рассеянного промежуточной средой и исследуемым материалом, находящегося за промежуточной средой, и, по установленным коэффициентам аналитической связи интенсивности рассеянного гамма-излучения источника с вещественным составом материала неизвестного состава оценивают вещественный состав материала неизвестного состава, а в случае необходимости, учитывают влияние рассеянного гамма-излучения источника большей энергии, в окне регистрации меньшей энергии гамма-квантов, предварительно, устанавливают связь, между интенсивностью рассеянного гамма-излучения источника большей энергии, с интенсивностью рассеянного гамма-излучения в окне регистрации меньшей энергии в зависимости от вещественного состава сыпучего материала и переменной промежуточной среды, учитывают параметры этой связи в результатах измерений гамма-поглощающих свойств промежуточной среды в окне меньшей энергии, определяют вещественный состав материала, находящегося в потоке за переменной промежуточной средой.



 

Похожие патенты:

Использование: для определения содержания тяжелых металлов в техническом углероде. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют градуировку прибора рентгенофлуоресцентной спектрометрии для каждого элемента, регистрируют интенсивность аналитической линии элемента на соответствующей ему длине волны Iэ (имп/с), строят на основании полученных данных градуировочную характеристику, представляющую собой зависимость относительной интенсивности аналитической линии элемента Iотн от массовой доли определяемого элемента в эталонных образцах С (%), измеряют интенсивность аналитической линии элемента на соответствующей ему длине волны Iэ (имп/с), измеряют интенсивности фона в точках спектра, соответствующих началу и концу диапазона измерения элемента, вычисляют среднеарифметическое значение интенсивности фона в точках спектра соответствующих началу и концу диапазона измерения элемента Iфэ (имп/с), рассчитывают относительную интенсивность аналитической линии каждого элемента Iотн, находят по градуировочной характеристике массовую долю элемента в золе.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для регистрации направленного рентгеновского или гамма-излучения. Спектрозональный однокоординатный детектор рентгеновского и гамма-излучений содержит слой сцинтиллятора, непрозрачный вдоль направления распространения излучения и прозрачный в перпендикулярном направлении, при этом слой сцинтиллятора состоит из параллельных друг другу и оптически разделенных сборок пластин сцинтилляторов, непрозрачных вдоль направления распространения излучения и прозрачных в направлении, перпендикулярном поверхности сцинтиллятора, расположенных вплотную друг к другу в порядке возрастания среднего атомного номера сцинтилляторов в направлении распространения излучения, длина пластин сцинтилляторов l выбирается из условия: где µ(Еф-к) - коэффициент линейного ослабления излучения с энергией Еф-к, при которой сравниваются сечение фотопоглощения и сечение комптоновского рассеяния в материале пластины сцинтиллятора, поверхность сцинтиллятора находится в оптическом контакте с двухкоординатным позиционно чувствительным фотоприемным устройством.

Использование: для определения источников сырья для керамических артефактов. Сущность изобретения заключается в том, что способ определения источников сырья для археологических керамических артефактов включает рентгеновское облучение исследуемого материала, получение графиков термостимулированной люминесценции облученного материала.

Использование: для определения минерального состава глиноподобных образований. Сущность изобретения заключается в том, что отбирают пробы минералов, возбуждают в них рентгенолюминесценцию в оптическом диапазоне длин волн с последующим определением минерала, при этом для приготовленных проб снимают спектры рентгенолюминесценции в диапазоне длин волн 200-400 нм и определяют минерал галлуазит по рентгенолюминесценции в спектральном диапазоне 290-400 нм с максимальным излучением при λ=290-315 нм; определяют минерал нонтронит по максимальному высвечиванию в полосе 330-340 нм; определяют минерал ломонтит по широкой полосе рентгенолюминесценции в спектральном диапазоне 280-400 нм с максимальным излучением при λ=342 нм; определяют минерал палыгорскит по максимальному высвечиванию в полосе с максимумом при λ=345 нм; определяют минерал осоризаваит по наличию двух широких низкоинтенсивных полос рентгенолюминесценции в спектральных диапазонах 270-310 и 310-360 нм с максимальным излучением при λ=289 нм и λ=340 нм; определяют минерал алунит по очень слабой рентгенолюминесценции в спектральном диапазоне 200-400 нм с максимальным излучением в полосе при λ=350 нм.

Изобретение относится к области определения состава скрытых опасных веществ, в том числе находящихся под водой. Устройство для обнаружения скрытых опасных веществ под водой содержит досмотровый модуль, в котором размещены источник меченых монохроматических нейтронов и сопутствующих им монохроматических α-частиц, детектор α-частиц, заключенные в вакуумную камеру, детектор γ-излучения и регистрирующую электронику, при этом устройство выполнено в виде автономного модуля с нулевой плавучестью, с возможностью его перемещения оператором; содержит снабженный дугообразной ручкой торпедообразный блок, выполняющий функции герметичного контейнера для подводных работ, в котором размещены источник меченых монохроматических нейтронов, расположенный таким образом, что ось центрального меченого пучка нейтронов совпадает с продольной осью торпедообразного блока, источник питания, регистрирующая электроника; к торпедообразному блоку в передней его части прикреплены два γ-детектора, расположенные симметрично относительно центральной оси меченого пучка нейтронов и на расстоянии от корпуса торпедообразного блока, достаточном для обеспечения защиты слоем воды сцинтилляционных кристаллов γ-детекторов от прямого потока нейтронов, испущенных нейтронным генератором в телесный угол 4π; монитор интерфейса оператора и пульт управления расположены снаружи торпедообразного блока, как правило, на самой ручке; на торпедообразном блоке снаружи установлена световая индикация наличия-отсутствия нейтронного излучения, генерируемого нейтронным генератором.

Изобретение относится к медицине и фармацевтической промышленности и представляет собой способ визуализации воспалений, включающий внутривенное введение изотопа галлия, пригодного для радионуклидной диагностики и выбранного из 68Ga и 67Ga в форме цитратного комплекса, и вещества, блокирующего металлсвязывающую способность трансферрина крови, представляющего собой физиологически приемлемое соединение трехвалентного железа, выбранного из цитрата железа, тартрата железа, лактата железа, малата железа и аскорбата железа, и последующую визуализацию очагов воспаления методами позитронно-эмиссионной томографии и однофотонной эмиссионной компьютерной томографии.

Изобретение относится к области исследования или анализа материалов, а именно к определению коэффициента вертикальной диффузии выбросов промышленных предприятий в приземном слое атмосферы с помощью нейтронно-активационного анализа.

Изобретение относится к области исследования или анализа материалов с помощью нейтронно-активационного анализа мхов-биомониторов. Способ заключается в том, что в заданном направлении от промышленного предприятия на разных расстояниях от 1 до 5 км отбирают не менее 5 образцов эпифитного мха Pylaisia polyantha (Hedw.) B.S.G.

Использование: для радиационных методов анализа материалов. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют облучение исследуемого объекта потоком нейтронов, измерение энергетического спектра индуцированного гамма-излучения, одновременную регистрацию, как минимум, двух гамма-квантов одного ядерного каскада, используют, как минимум, два гамма-детектора, сигналы с которых снимаются при условии совпадения по времени, и осуществляют автоматизированный анализ полученного спектра с помощью ЭВМ, при этом сканируемый объект облучают направленным пучком нейтронов с энергией 14.1 МэВ, испускаемых генератором на основе T(d,n)4He реакции со встроенным детектором альфа-частиц, фиксируют момент времени и направление испускания нейтрона, регистрируют гамма-кванты от неупругих ядерных реакций в процессе прохождения быстрых нейтронов через исследуемый объект, анализируют пары гамма-квантов, совпадающие по времени с сигналом альфа-детектора с учетом времени пролета нейтрона, по измеренным энергиям пар гамма-квантов строят двумерный корреляционный спектр и на основе значений в области характеристических пиков интересующих химических элементов определяют их концентрацию в сканируемом объекте.

Изобретение относится к способам определения тяжелых сернистых соединений и молекулярной серы в углеводородной жидкости, в частности в сжиженных углеводородных газах (СУГ), в том числе в широкой фракции летучих углеводородов (ШФЛУ), и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности и обеспечивает расширение диапазона использования способа определения серы методом энергодисперсионной рентгенофлуоресцентной спектрометрии.

Использование: для рентгенофлуоресцентного определения примесей. Сущность изобретения заключается в том, что рентгенофлуоресцентное определение содержаний примесей конструкционных материалов включает измерение интенсивностей аналитических линий контролируемых примесей в группе образцов этого материала, дополнительно измеряют интенсивности аналитических линий примесей в стандартных образцах референтного материала, содержащего те же примеси, по результатам этих измерений строят градуировочные графики зависимости интенсивности аналитических линий элементов от содержания, при этом дополнительно проводят измерение обзорного спектра исследуемого конструкционного материала и определяют основной элемент исследуемого конструкционного материала наполнителя, дополнительно измеряют интенсивности аналитических линий элементов контролируемых примесей в образцах, состоящих из этого элемента, абсорбционные факторы и наклоны градуировочных графиков рассчитывают для образцов, состоящих из среднего значения содержания элемента в референтных градуировочных образцах и наполнителя исследуемого конструкционного материала, после чего получают истинные содержания примесей в исследуемом конструкционном материале умножением условных содержаний на отношение наклонов градуировочных графиков в референтном и исследуемом материалах по соответствующим математическим формулам. Технический результат: обеспечение возможности высокоточного рентгенофлуоресцентного определения примесей в разнообразных материалах. 1 ил., 1 табл.

Использование: для градуировки рентгеновских спектрометров. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют отбор из стандартных образцов состава конструкционных материалов образец с нижними значениями скоростей счета по всем определяемым элементам и второй образец с верхними значениями скоростей счета, из которых изготавливают комплекты контрольных образцов, измеряют на них скорости счета, после чего проводят построение градуировочной зависимости для определения содержаний контролируемых элементов в конструкционном материале с использованием выбранных двух контрольных образцов и полученную градуировочную зависимость принимают в качестве эталонной для последующих партий спектрометров, которые комплектуют по двум контрольным образцам из изготовленных комплектов, при этом для контрольного образца с нижними значениями скоростей счета измеряют скорость счета фона, а для контрольного образца с верхними значениями скоростей счета, который изготавливают из образца, содержащего один элемент без примесей, измеряют скорости счета аналитической линии этого элемента. Технический результат: обеспечение возможности высокоточной градуировки рентгеновских спектрометров. 6 табл.

Использование: для энергодисперсионного рентгенофлуоресцентного анализа. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для энергодисперсионного рентгенофлуоресцентного анализа на основе вторичных излучателей включает рентгеновскую трубку, вторичные излучатели, устройство подачи контролируемого материала, кювету или транспортер с образцом, устройство для регистрации рентгеновского излучения и индикатор, самописец и/или исполнительный механизм, при этом в состав устройства дополнительно введены коллиматор излучения рентгеновской трубки, четное число n чередующихся вторичных излучателей, электромотор, коллиматор излучения вторичных излучателей, коллиматор флуоресцентного излучения образца, в качестве устройства для регистрации рентгеновского излучения использован сцинтилляционный детектор, балластное сопротивление, разделительный конденсатор и узкополосный усилитель, настроенный на частоту смены излучателей. Технический результат: обеспечение высокого энергетического разрешения при замене полупроводниковых детекторов (ППД) с допустимой скоростью счета, не превышающей 5×104-1×105 имп/с. 2 ил.
Наверх